论文部分内容阅读
以中度嗜盐Bacillus.sp I121为材料，通过蛋白质组学的方法研究了Bacillus.spI121的质膜蛋白组在盐胁迫下的变化情况以及相关的膜蛋白质在细菌渗透调节中发挥的作用。主要研究内容如下：
一、中度嗜盐菌Bacillus.sp I121的生理研究
对Bacillus.sp I121的耐盐性研究发现，Bacillus.sp I121在NaCl浓度为0.2M-3.6M的范围下均可以生长。Bacillus.sp I121的最适NaCl生长浓度为0.9M。当盐浓度达到3.6M时，Bacillus.sp I121的生长受到了严重的抑制。
在不同的NaCl生长浓度下对Bacillus.sp I121胞内积累的相容性溶质进行了测定。测定结果表明，Bacillus.sp I121胞内基本不积累海藻糖和甜菜碱。在较低的盐浓度下，Bacillus.sp I121主要积累脯氨酸来抵抗外界盐胁迫，在较高的浓度下则主要积累鹧氢嘧啶。
通过外源添加的方法研究了Bacillus.sp I121对不同碳源物质的利用情况。研究结果表明，Bacillus.sp I121能较好地利用麦芽糖和蔗糖等双糖，并且能迅速利用谷氨酸，而对葡萄糖、果糖等单糖的利用效果较差。
研究了外源添加相容性溶质对Bacillus.sp I121生长的刺激作用。研究发现，谷氨酸能显著刺激Bacillus.sp I121的生长，而脯氨酸和四氢嘧啶对Bacillus.sp I121的生长没有刺激作用。实验结果表明脯氨酸和四氢嘧啶主要靠体内合成的途径来积累，细胞膜上可能存在负责运输谷氨酸的转运蛋白。
二、中度嗜盐菌Bacillus.sp I121的差异质膜蛋白质组学研究
利用5％-20％SDS-PAGE梯度胶分离研究了不同盐浓度下Bacillus.sp I121的质膜蛋白质变化情况，研究结果发现8个蛋白条带染色强度在不同的盐浓度下发生了较大的变化。对这些蛋白条带分别进行了质谱鉴定，鉴定出的蛋白质绝大多数为跨膜蛋白。结果表明SDS-PAGE适于分离疏水性铰强的膜蛋白，然而由于分辨率较低，条带中的蛋白质种类较多，因此不适合进行不同生长条件下的比较研究。
用双向蓝色温扣电泳BN/SDS-PAGE的方法研究了不同盐浓度下生长的Bacillus.sp I121的质膜蛋白复合体的变化情况以及这些复合体中蛋白质亚基的变化情况。BN-PAGE的单向电泳结果表明，在不同的盐浓度下至少分离到了10个蛋白条带，这些条带分布在20KDa到1000KDa的范围内，并且这些条带在表达量上有较大变化，表明质膜蛋白复合物对盐胁迫存在显著和广泛的响应。通过用BN/SDS-PAGE的方法进行第二向分离，发现了9个蛋白质点的表达在盐胁迫前后存在显著差异。我们对这些变化的蛋白质点进行了质谱鉴定，成功鉴定了8种蛋白。其中表达上调的点有：ABC transporterpermease，glycerol-3-phosphate permease，pyrimidine nucleotide transporter，formate dehydrogenase，表达下调的点有succinatc dehydrogenase iron-sulfur subunit，F1F0-ATP synthase a和βsubunits，hypothetical protein OB1959。通过生物信息学分析并且结合测定的生理指标，结果表明：ABC transporter permease主要负责麦芽糖的运输。
根据上述蛋白质组学和生理生化研究，本文提出了中度嗜盐菌Bacillus.sp I121在盐胁迫下进行渗透调节可能的分子机制：高盐胁迫谤导ABC transporter permease和glycerol-3-phosphate pcrmease表达上调，促使更多的麦芽糖和三磷酸甘油进入细胞内，使得胞内糖代谢过程变得更加活跃；同时succinate dehydrogenase iron-sulfur subunit和ATPsynthase的下调显示三羧酸循环受到抑制，从而积累更多的中间产物用于合成脯氨酸和四氢嘧啶，这一积累过程也与核苷酸代谢密切相关。